專利名稱：空中交通要求預(yù)測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及空中交通管制，特別涉及預(yù)測空域要求(demand )。
技術(shù)背景航空共同體(community)面臨著不斷增加的飛行延遲、安全關(guān)心和航線 成本。例如聯(lián)邦航空局(FAA)、航空公司(airline )、和運輸安全局 (Transportation Security Agency) 等產(chǎn)業(yè)風(fēng)險承擔(dān)者 (industry stakeholder)在分層屬地(dependency)的復(fù)雜實施環(huán)境中操作，使得空中 交通管理啟動項目(initiative)結(jié)果難以預(yù)測。因而，日益重要的是更詳 細(xì)地并且進(jìn)一步預(yù)先計劃空中交通啟動項目，以^使可以更有效地管理得國家 空域系統(tǒng)。制定更加強(qiáng)調(diào)交通戰(zhàn)略管理的空中交通系統(tǒng)的 一個關(guān)鍵要求是在 不同空域中精確預(yù)測空中交通要求。示例地將所管制的空域細(xì)分成多個區(qū)段(sector),并且通常單個空中交 通管制員負(fù)責(zé)在特定區(qū)段中管制空中交通。在關(guān)心的時間段內(nèi)預(yù)期在特定區(qū) 段中的飛行數(shù)量為對該區(qū)段的要求。因為可以合理地預(yù)期一個空中交通管制 員在其負(fù)責(zé)的區(qū)段中僅監(jiān)測并指揮有限數(shù)量的同時飛行(例如10-15個飛 行)，所以希望確定管制空域區(qū)段中的預(yù)期要求和未來某時刻將具有預(yù)期要求 的單個飛行請求的影響，使得可以適當(dāng)?shù)刂笓]空域中的飛行以幫助保持空域 區(qū)段內(nèi)的飛行的預(yù)期數(shù)量在可管理等級內(nèi)。當(dāng)前有限數(shù)量的系統(tǒng)和方法已應(yīng) 用于空中交通要求預(yù)測的問題。這種系統(tǒng)的一個示例為FAA的增強(qiáng)空中交通 管理系統(tǒng)(ETMS)。然而，為了有效預(yù)測空中交通要求，這些方法和系統(tǒng)中許 多都不夠精確，特別是在非標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，例如對流天氣狀況下。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明提供了具有改進(jìn)的區(qū)段水平面(level )要求預(yù)測的空域要 求預(yù)測系統(tǒng)和方法，使空中交通管制員能荻得更平滑和更迅速的空中交通流。 在這點上，通過使用例如飛行路徑聚類(flight path clustering )、基于情況的路線選擇以及使用時間推理(temporal reasoning)技術(shù)的關(guān)于出發(fā)和 區(qū)段交叉次數(shù)的預(yù)測等有利技術(shù)來實現(xiàn)改進(jìn)的區(qū)段水平面空中交通要求預(yù) 測。通過使用這些高級技術(shù)，可以獲得在執(zhí)行類似空中交通要求預(yù)測功能的 現(xiàn)有系統(tǒng)上精確度的增加。例如，通過對更大的歷史數(shù)據(jù)集合應(yīng)用幾何聚類 技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的空中交通要求預(yù)測可以更加精確，并且通過應(yīng)用例如時 間推理等時間預(yù)測技術(shù)，利用了對于空中交通要求預(yù)測的概率方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面， 一種空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)包括擴(kuò)展路線預(yù)測 器、軌跡模型器、區(qū)段交叉預(yù)測器、出發(fā)時間預(yù)測器和要求模型器。該空中 交通要求預(yù)測系統(tǒng)可以在劃分成區(qū)段的空域內(nèi)預(yù)測要求。擴(kuò)展路線預(yù)測器操作以產(chǎn)生與 一個或多個飛行關(guān)聯(lián)的預(yù)測的二維擴(kuò)展路 線信息。各請求飛行具有關(guān)聯(lián)的出發(fā)位置和關(guān)聯(lián)的目的位置。目的和出發(fā)位 置示例地為機(jī)場，盡管它們可能是飛機(jī)跑道、降落場，或者其它固定或活動 的位置，飛機(jī)、直升飛機(jī)、飛艇和其它飛行器可以從這些地方起飛和降落。 預(yù)測的二維擴(kuò)展路線信息可以包括地理位置方位，地理位置方位定義了在其 關(guān)聯(lián)的出發(fā)位置和其關(guān)聯(lián)的目的位置之間的每一請求飛行預(yù)期要飛行的路 線。為了生成該擴(kuò)展路線信息，擴(kuò)展路線預(yù)測器可以接收歷史數(shù)據(jù)、幾何聚 類數(shù)據(jù)以及飛行信息參數(shù)，歷史數(shù)據(jù)包括有關(guān)于相應(yīng)于一次或多次請求飛行 的一次或多次飛行先前完成的實例的信息，幾何聚類數(shù)據(jù)由關(guān)于在與該一次 或多次請求飛行相關(guān)的出發(fā)位置和目的位置相同的出發(fā)位置和目的位置之間 的先前完成的飛行的信息獲得，飛行信息參數(shù)與該一次或多次請求飛行相關(guān)。 在這點上，空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)可以包括時間表檢索器，時間表檢索器用 于檢索包括與請求飛行相關(guān)的飛行信息參數(shù)的飛行時間表。軌跡模型器接收該預(yù)測的二維擴(kuò)展路線信息并用于生成與請求飛行關(guān)聯(lián) 的預(yù)測的四維擴(kuò)展路線信息。在這點上，預(yù)測的四維擴(kuò)展路線信息可以包括 地理位置方位，該地理位置方位定義了每一請求飛行在其出發(fā)位置和其目的 位置之間的預(yù)期飛行路線、與地理位置方位關(guān)聯(lián)的高度、以及與地理位置方 位關(guān)聯(lián)的時間。除接收預(yù)測的二維擴(kuò)展路線信息外，軌跡模型器也接收與請 求飛行關(guān)聯(lián)的預(yù)期的巡航速度和巡航高度信息。區(qū)段交叉預(yù)測器接收預(yù)測的四維擴(kuò)展路線信息并可以生成與請求飛行關(guān) 聯(lián)的預(yù)測區(qū)段交叉信息。預(yù)測區(qū)段交叉信息包括請求飛行從空域的一個區(qū)段和空域的另 一個區(qū)段交叉的時間?？罩薪煌ㄒ箢A(yù)測系統(tǒng)也可以包括響應(yīng)過濾器。響應(yīng)過濾器從區(qū)段交叉 預(yù)測器接收預(yù)測區(qū)段交叉信息并可以過濾該預(yù)測區(qū)段交叉信息從而獲得過濾 的預(yù)測區(qū)段交叉信息。過濾的預(yù)測區(qū)段交叉信息可以被要求模型器用作預(yù)測 出發(fā)時間信息以得到預(yù)測時間間隔。出發(fā)時間預(yù)測器可以生成預(yù)測與請求飛行關(guān)聯(lián)的出發(fā)時間信息。在這點 上，出發(fā)時間預(yù)測器可以接收歷史出發(fā)延遲信息，根據(jù)該歷史出發(fā)延遲信息 可以得到預(yù)測出發(fā)時間信息。該歷史出發(fā)延遲信息可以包括相應(yīng)于與請求飛 行一次或多次飛行的先前所有情況相關(guān)的信息。要求模型器可以生成要求模型。在這點上，要求模型包括與請求飛行關(guān) 聯(lián)的預(yù)測時間間隔，它指示了請求飛行預(yù)期什么時候出現(xiàn)在空域一個或更多 區(qū)段中。要求模型器至少由預(yù)測區(qū)段交叉信息(或當(dāng)空中交通要求預(yù)測系統(tǒng) 包括響應(yīng)過濾器時由過濾的預(yù)測區(qū)段交叉信息)和預(yù)測出發(fā)時間信息得到預(yù) 測時間間隔。為促進(jìn)包括在要求模型中信息的利用，空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)可以進(jìn)一步地包括要求模型接口 ( interface )。要求模型接口可以將要求模型呈現(xiàn)給 空中交通要求系統(tǒng)的用戶(例如空中交通管制員)從而得以利用并與之相互 作用。在這點上，要求模型接口可以包括在顯示裝置上可顯示的圖形用戶界 面。在一個實施例中，要求模型器包括圖形生成器。圖形生成器接收預(yù)測區(qū) 段交叉信息和預(yù)測出發(fā)時間信息并可以生成相應(yīng)于空域每一 區(qū)段的時間約束 圖形，沿每一請求飛行在其出發(fā)位置和其目的位置之間預(yù)期飛行路線關(guān)聯(lián)的 每一請求飛行進(jìn)入或離開該空域每一 區(qū)段。每一時間約束圖形由預(yù)測區(qū)段交 叉信息和預(yù)測出發(fā)時間信息得到并表現(xiàn)出與每一請求飛行關(guān)聯(lián)的預(yù)測時間間 隔，該間隔指示了每一請求飛行預(yù)期什么時候在相應(yīng)于該圖形的空域區(qū)段內(nèi)?？罩薪煌ㄒ箢A(yù)測系統(tǒng)可以包括在航交通檢索器。在航交通檢索器接收 與請求飛行的在航數(shù)據(jù)并可以提供與使用在航數(shù)據(jù)請求飛行關(guān)聯(lián)的更新的在 航信息。更新的在航信息輸入到軌跡模型器以獲得相應(yīng)于關(guān)聯(lián)在航數(shù)據(jù)的四 維擴(kuò)展路線信息。在本發(fā)明的另 一方面中，被劃分成區(qū)段的空域中的預(yù)測空中交通要求的 方法包括為該空域中一次或多次請求飛行執(zhí)行擴(kuò)展路線預(yù)測，利用擴(kuò)展路線預(yù)測對請求飛行執(zhí)行時間擁塞預(yù)測，為請求飛行l(wèi)丸行出發(fā)預(yù)測，以及生成基 于時間擁塞預(yù)測和出發(fā)預(yù)測結(jié)果的要求模型。每一請求飛行具有關(guān)聯(lián)出發(fā)位 置和關(guān)聯(lián)目的位置，并且目的和出發(fā)位置可以是例如機(jī)場、飛機(jī)跑道、降落 場、或者其它固定或活動位置等，從這些地方飛機(jī)、直升飛機(jī)、飛艇和其它 飛行器可以起飛和降落。所生成的要求模型包括與每一請求飛行關(guān)聯(lián)的預(yù)測 時間間隔，它指示了每一請求飛行在其關(guān)聯(lián)的出發(fā)位置到其關(guān)聯(lián)的目的位置 的路線上預(yù)期什么時候進(jìn)入或離開從而出現(xiàn)在空域的一個或更多的區(qū)段中。執(zhí)行路線預(yù)測的步驟可以包括檢索(retrieve)與請求飛行關(guān)聯(lián)的飛行 信息參數(shù)，檢索包括關(guān)于與請求飛行一次或多次飛行的相應(yīng)的先前完成的一 次或多次飛行示例的信息的歷史數(shù)據(jù)，；險索由關(guān)于在與該一次或多次請求飛 行相關(guān)的出發(fā)位置和目的位置相同的出發(fā)位置和目的位置之間的先前完成的 飛行的信息而獲得的幾何聚類數(shù)據(jù)，并且生成包括定義了每一請求飛行預(yù)期 飛行路線的地理位置方位的預(yù)測二維擴(kuò)展路線信息。在這點上，該方法可以 進(jìn)一步包括利用包括與請求飛行相關(guān)的飛行信息參數(shù)的飛行時間表的步驟。執(zhí)行時間擁塞預(yù)測的步驟可以包括接收預(yù)測二維擴(kuò)展路線信息，生成預(yù) 測四維擴(kuò)展路線信息，以及生成包括請求飛行預(yù)期什么時候從空域的一個區(qū) 段交叉到空域的另 一個區(qū)段中的時間的預(yù)測區(qū)段交叉信息。四維擴(kuò)展路線信 息可以包括定義了每一請求飛行在其出發(fā)位置和其目的位置之間預(yù)期飛行路 線的地理位置方位，與地理位置方位關(guān)聯(lián)的高度，以及與地理位置方位關(guān)聯(lián) 的時間。執(zhí)行時間擁塞預(yù)測的步驟可以進(jìn)一步包括接收更新的與請求飛行關(guān) 聯(lián)的在航信息并且使用該更新的在航信息以獲得與在航信息關(guān)聯(lián)的四維擴(kuò)展 路線信息。執(zhí)行時間擁塞預(yù)測的步驟也可以進(jìn)一步包括接收與請求飛行關(guān)聯(lián) 的預(yù)期巡航速度和巡航高度信息，這些信息與其它所接收信息一起使用以產(chǎn) 生預(yù)測四維擴(kuò)展路線信息并生成預(yù)測區(qū)段交叉信息。執(zhí)行出發(fā)時間預(yù)測的步驟可以包括檢索與請求飛行關(guān)聯(lián)的飛行信息參 數(shù)，查詢歷史出發(fā)延遲信息以識別先前具有類似于請求飛行的飛行信息參數(shù) 的飛行信息參數(shù)的一次或多次飛行的所有情況，以及基于所識別的先前一次 或多次飛行的所有情況為每一請求飛行生成延遲分布。生成要求模型的步驟可以包括生成相應(yīng)于空域每一 區(qū)段的時間約束圖 形，每一請求飛行在其出發(fā)位置和其目的位置之間連同關(guān)聯(lián)的預(yù)期飛行路線 飛行的每一請求飛行進(jìn)入或離開該空域。在這點上，每一時間約束圖形由預(yù)測區(qū)段交叉信息和預(yù)測出發(fā)時間信息得到并且代表與每一請求飛行關(guān)聯(lián)的預(yù) 測時間間隔以指示每一請求飛行相應(yīng)于該圖形預(yù)期什么時候出現(xiàn)在空域該區(qū) 段中。預(yù)測空中交通要求的方法也可以包括在生成要求模型步驟之前過濾時間 擁塞預(yù)測的結(jié)果。在這點上，在生成要求模型步驟中，預(yù)測時間間隔可以由 出發(fā)預(yù)測的結(jié)果和時間擁塞預(yù)測的過濾結(jié)果得到。預(yù)測空中交通要求的該方法可以進(jìn)一步包括輸出要求模型到 一個或多個 作為指揮空域中空中交通根據(jù)的個體。在這點上，輸出步驟可以包括在顯示裝置上以圖形用戶界面方式顯示要求模型參數(shù)。本發(fā)明的這些以及其它方面和優(yōu)點將與附圖 一起通過下述詳細(xì)描述而得 以更加明顯。


為了更完整地理解本發(fā)明及其進(jìn)一步的優(yōu)點，現(xiàn)在結(jié)合附圖來參考以下 的i羊細(xì)描述。圖1是空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)的一個實施例的框圖；圖2是基于情況(case-based)的檢索過程的一個實施例的圖示；圖3是描述從舊金山到芝加哥0， Hare的示例完整飛行路線的聚類的曲線圖；圖4是出發(fā)延遲預(yù)測過程的一個實施例的圖示； 圖5A是圖形生成過程的一個實施例的圖示； 圖5B是示出示例時間約束圖形的曲線圖； 圖6描述了由圖形生成過程獲得的示例解決方案；以及 圖7描述了空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)的要求模型接口的圖形用戶界面的一 個實施例。
具體實施方式
圖1示出了空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10的一個實施例?？罩薪煌ㄒ箢A(yù)測 系統(tǒng)10分析一格或多個請求的飛行以確定請求飛行對于在關(guān)心的時間期間 管制的空域的各個區(qū)段中請求飛行對于要求的影響?？罩薪煌ㄒ箢A(yù)測系統(tǒng)10包括時間表檢索元件12、擴(kuò)展路線預(yù)測元件14、軌跡模型元件16、區(qū)段交叉元件18、在航交通檢索元件20、出發(fā)時間 預(yù)測元件22、響應(yīng)過濾器元件24、和圖形生成元件26。這些元件12-26在 此也可以指時間表檢索器12、擴(kuò)展路線預(yù)測器、軌跡模型器、區(qū)段交叉預(yù)測 器18、在航交通檢索器20、出發(fā)時間預(yù)測器22、響應(yīng)過濾器24、和圖形生 成器26。在本實施例中，空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10的不同元件12-26由可 被一個或多個處理器執(zhí)行的軟件指令來實現(xiàn)。在其它實施例中，空中交通要 求預(yù)測系統(tǒng)的一個或多個元件12-26可以替代軟件的硬件或可編程邏輯(例 如場可編程門陣列等)來實現(xiàn)。使用不同輸入，空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10的元件12-26生成要求模型 28。將要求模型28提供到要求模型接口 30以代表給空中交通要求系統(tǒng)10的 用戶并供其利用。在這點上，要求模型接口 30可以是可顯示在例如電腦顯示 器的顯示裝置上的圖形用戶界面(GUI)。在這點上，要求模型接口 30可以通 過一個或多個處理器可執(zhí)行軟件指令來執(zhí)行。在其它實施例中，要求模型接編程門陣列等)來實現(xiàn)。操作時間表檢索元件12以檢索飛行時間表32。時間表;f全索元件l2可以 通過結(jié)合包括從不同航空公司和包機(jī)服務(wù)可得到的出版的飛行時間表(例如 官方航線指南，OAG)的不同信息源來檢索飛行時間表32。飛行時間表32包 括與在關(guān)心的時間段期間內(nèi)預(yù)定出發(fā)的一個或多個飛行相關(guān)的飛行信息。在 這點上，飛行時間表32中的飛行信息可以包括時間表32中每一飛行的例如 航線、飛機(jī)類型、預(yù)定出發(fā)時間、出發(fā)機(jī)場和目的機(jī)場等。通常，所關(guān)心的時 間段可以是在未來任何時間開始的任何期望長度的時間區(qū)塊。但是，在一個 實施例中，所關(guān)心的時間段為開始在未來十五小時后的一小時時間段。所關(guān) 心的對間段的持續(xù)時間和/或該時間段開始的時間可以被固定在空中交通管 理系統(tǒng)10中或者基于例如在啟動空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)IO期間用戶選擇的 偏好和/或在系統(tǒng)10運轉(zhuǎn)期間用戶輸入等而可變。一旦為所關(guān)心的時間段創(chuàng)建了飛行時間表32，則可以從飛行時間表32 中選擇飛行請求34以隨后被空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10處理。飛行請求34在 此也可以關(guān)聯(lián)于請求飛行34。將來自飛行時間表32、對于請求飛行34的飛 行信息輸入到擴(kuò)展路線預(yù)測元件14。此外，可以將與請求飛行32相關(guān)的進(jìn) 一步信息58輸入到軌跡模型元件16。對軌跡模型元件16具有特殊重要性的是飛行請求32的巡航速度和巡航高度。這些附加信息(例如巡航速度、巡航高度)58可以通過根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和/或預(yù)測算法的時間表檢索元件12而與包 括在時間表32中的飛行相關(guān)。擴(kuò)展路線預(yù)測元件14接收飛行請求34的飛行信息、以及相關(guān)于空中交 通路線的幾何聚類數(shù)據(jù)36和相關(guān)于空中交通路線的歷史數(shù)據(jù)38。歷史數(shù)據(jù) 38包括描述從出發(fā)機(jī)場到目的機(jī)場的完整的飛行所采用的單個飛行路徑的信 息。該信息可以包括由例如與單個飛行路徑的不同分段相關(guān)的綽度和經(jīng)度(綽 度/經(jīng)度點)所指定的地理位置方位。幾何聚類數(shù)據(jù)36包括描述從出發(fā)機(jī)場 到目的機(jī)場的完整的飛行所采用的類似單個飛行路徑的平均值或其它信息組 合。在這點上，可以從如關(guān)于圖3所描述的歷史數(shù)據(jù)38獲得幾何聚類數(shù)據(jù) 36。由于歷史數(shù)據(jù)38和可用的幾何聚類數(shù)據(jù)36可與在不同的出發(fā)和/或目的 機(jī)場之間的完整的飛行相關(guān)而不是與飛行請求34相關(guān)的飛行信息中的那些 飛行相關(guān)，所以所有歷史數(shù)據(jù)38和可用的幾何聚類數(shù)據(jù)36可以不必與正在 處理中的特定飛行請求34相關(guān)。在這點上，如同在正處理的飛行請求34相 關(guān)的飛行信息中，只有與在相同的出發(fā)和目的機(jī)場之間飛行相關(guān)的歷史數(shù)據(jù) 38和幾何聚類數(shù)據(jù)36可被從歷史數(shù)據(jù)38和幾何聚類數(shù)據(jù)36中選出，以輸 入到擴(kuò)展路線預(yù)測元件14。例如，如果請求飛行34始于舊金山并目的地為 芝加哥0， Hare,然后可將相關(guān)于從舊金山到芝加哥0' Hare完整的飛行的 歷史數(shù)據(jù)38和幾何聚類數(shù)據(jù)36選做相關(guān)數(shù)據(jù)，以輸入到擴(kuò)展路線預(yù)測元件 14。使用飛行請求34的飛行信息，相關(guān)聚類數(shù)據(jù)36和相關(guān)歷史數(shù)據(jù)38作為 輸入，操作擴(kuò)展路線預(yù)測元件14生成與飛行請求34相關(guān)的預(yù)測二維擴(kuò)展路 線信息(預(yù)測ER2d) 40。在這點上，與飛行請求34相關(guān)的預(yù)測ER2d40包括 預(yù)測的地理位置方位(例如綿度/經(jīng)度點)，該預(yù)測地理位置方位定義了請求 飛行34從其出發(fā)機(jī)場到其目的機(jī)場預(yù)期飛行的路線。該預(yù)測路線將包括一個 或多個(通常很多個)從出發(fā)機(jī)場到目的機(jī)場的空域中的空中交通控制區(qū)段。操作航交通檢索元件20生成一組零個或多個與飛行請求34相關(guān)的在航 飛行，以輸入到軌跡模型元件16。在航飛行由連同巡航速度和巡航高度的二 維擴(kuò)展路線信息(全體在航信息42)組成。在這點上，在航信息42可以從 在航數(shù)據(jù)44數(shù)據(jù)庫中獲得。在航數(shù)據(jù)44可以包括例如來自出發(fā)之前為請求飛行34的提出的飛行計劃的信息，和/或從飛行傳送的和/或由監(jiān)測飛行穿過 的空域的系統(tǒng)獲得的實際信息。軌跡模型元件16從擴(kuò)展路線預(yù)測元件14接收預(yù)測的ER2d40連同與請求 飛行34相關(guān)的附加飛行信息58 (例如預(yù)測巡航速度和巡航高度)。使用這些 輸入，操作軌跡模型元件16生成預(yù)測四維擴(kuò)展路線信息(預(yù)測ERw) 46。在 這點上，預(yù)測ER4d46包括地理位置方位(例如綷度/經(jīng)度點)，這些地理位置 方位定義了請求飛行34從其出發(fā)機(jī)場到其目的機(jī)場連同與該地理位置方位 的高度和時間相關(guān)的預(yù)定飛行路線。并且，可用時，將來自在航交通檢索元 件20的在航信息42輸入到軌跡模型元件16以提供除正處理中請求飛行34 施加的空域要求之外的空域要求增強(qiáng)圖像。區(qū)段交叉元件18從軌跡模型元件16接收預(yù)測ER 。使用預(yù)測ER4d46作 為輸入，區(qū)段交叉元件18將預(yù)測區(qū)段交叉信息48輸出到響應(yīng)過濾器元件24。 在這點上，預(yù)測區(qū)段交叉信息48包括沿請求飛行34的預(yù)測路線的空域區(qū)段 的預(yù)測四維進(jìn)入和離開點(例如綿度、經(jīng)度、高度和時間等)。如所示出的，軌跡模型元件16和區(qū)段交叉元件18可以是另一空中交通 控制相關(guān)系統(tǒng)60的一部分。適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)60的一個示例為洛克希德馬丁用戶 要求評估工具(Lockheed Martin User Request Evaluation Tool ) ( LM匿T ) 系統(tǒng)60。該系統(tǒng)60已被安裝在空中路線交通控制中心(ARTCCs)并且包括 適合連接或合并到空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10的軌跡模型16和區(qū)段交叉元件 18。在其它實施例中，軌跡模型元件16和/或區(qū)段交叉元件18可以為僅包括 在空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10中的元件。響應(yīng)過濾器元件24從區(qū)段交叉元件18接收預(yù)測區(qū)段交叉信息48。響應(yīng)操作過濾器元件24過濾預(yù)測區(qū)段交叉信息48，從而獲得過濾的預(yù)測區(qū)段交叉信息50。在這點上，過濾預(yù)測區(qū)段交叉元件過濾預(yù)測區(qū)段交叉信息48以將時間和持續(xù)時間格式成標(biāo)準(zhǔn)格式并移除復(fù)制的或其它不必需的區(qū)段交叉信 自、心o使用歷史出發(fā)延遲時間數(shù)據(jù)52作為輸入，出發(fā)時間預(yù)測元件22生成請 求飛行34的預(yù)測出發(fā)時間信息54。在這點上，預(yù)測出發(fā)時間信息54可以包 括時間間隔，在該間隔期間請求飛行預(yù)計出發(fā)。連同圖4描述出發(fā)時間預(yù)測 過程，該過程可以被出發(fā)時間預(yù)測元件22利用以生成預(yù)測出發(fā)時間信息54。將過濾的預(yù)測區(qū)段交叉信息50和預(yù)測出發(fā)時間信息54輸入到圖形生成元件26。使用這些輸入，圖形生成元件26生成代表請求飛行34沿其預(yù)測路 線不同區(qū)段部分的預(yù)測時間間隔(例如進(jìn)入請求飛行34將穿過的不同區(qū)段的 預(yù)測的提前、中和延遲進(jìn)入時間，和離開請求飛行34將穿過的不同區(qū)段的預(yù) 測的提前、中和延遲離開時間)的時間約束圖形56。在一個實施例中，為預(yù)測路線的每一分段生成的時間約束圖形5 6可以是 Tachyon圖形。Tachyon為用于代表并推理時間定性和定量方面的基于約束的 模型的電腦軟件工具。在此也可將Tachyon軟件指示為Tachyon時間推理器 (reasoner )。 Tachyon時間推理器由通用電氣全球研究中心(GE GRC )開發(fā)。 在其它實施例中，可采用提供極為類似的功能的軟件和/或硬件來替代 Tachyon時間推理器。結(jié)合圖5B記載并描述了示例的Tachyon圖形56。因而，圖形生成元件26和生成的Tachyon圖形56可以包括要求模型生 成元件62。在其它實施例中，要求模型生成元件62可以包括附加元件。來 自要求模型生成元件62的輸出(例如圖形56)用于更新提供到要求模型接 口 30的要求模型28,以向空中交通要求系統(tǒng)10的用戶呈現(xiàn)所述要求模型28, 并由空中交通要求系統(tǒng)10的用戶與其互動。在這點上，要求模型28代表了 多少飛行將在所關(guān)心的時間段內(nèi)處于空域的不同區(qū)段中。更新要求模型28以 結(jié)合有關(guān)請求飛行34預(yù)期穿過的區(qū)段和預(yù)期在該區(qū)段中請求飛行34的預(yù)測 時間間隔的信息，以及對于所關(guān)心的時間段分析的全部其它請求飛行的類似 信息。在這點上，可用過空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)IO分析一次或多次附加請求 飛行(例如由飛行時間表32所獲得的)，以為所關(guān)心的時間段內(nèi)所有請求飛 行生成要求模型28。圖2圖解了可以由如圖1的空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10,特別是為了生成 與飛行請求34相關(guān)的預(yù)測ER2d40的擴(kuò)展路線預(yù)測元件14承擔(dān)的基于場合的 檢索過程200的一個實施例?；谇闆r的檢索過程包括采用飛行信息參數(shù)查 詢匹配的歷史數(shù)據(jù)38,飛行信息參數(shù)包括(1)出發(fā)機(jī)場；(2)目的機(jī)場； (3)航線；(4)飛機(jī)類型；(5)飛行編號；(6)時間；(7 )星期幾；以及(8) 月份。如果采用所有前面的參數(shù)沒有發(fā)現(xiàn)匹配，則執(zhí)行一次或多次隨后的查 詢直到發(fā)現(xiàn)匹配。所每個隨后執(zhí)行的查詢使用更少的參數(shù)(例如第一隨后查 詢使用參數(shù)(1) - ( 7 )，下一個隨后查詢使用參數(shù)(1) - ( 6 )，等等)?；谂c歷史數(shù)據(jù)38中表示的每一飛行相關(guān)的地理位置方位的接近度，將 由一次或多次查詢返回的匹配組織成聚類。事先創(chuàng)建該聚類，并且根據(jù)事先創(chuàng)建的歷史飛行聚類來分類由一次或多次查詢所返回的匹配。例如，如圖2 所示，總共返回八個組織成總共四個聚類的匹配。第一聚類可以包括八個匹 配中的三個，第二聚類可以包括八個匹配中的兩個，第三聚類可以包括八個 匹配中的一個，并且第四聚類可以包括八個匹配中的兩個。因而，與第一到第四聚類相關(guān)的可能性相應(yīng)地為3/8、 2/8、 1/8和2/8。最有代表性的 (represented)聚類(例如圖2所示示例中的第一聚類)被選作代表聚類并 且具有最高分?jǐn)?shù)的匹配(例如最匹配的參數(shù))被選作空中交通要求預(yù)測系統(tǒng) 10所承擔(dān)的隨后預(yù)測的種子飛行。根據(jù)空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10所承擔(dān)的基于場合的檢索過程而選出的 聚類可以通過圍繞種子飛行的地理位置方位(煒度/經(jīng)度點)繪出矩形邊界(邊 界框)而顯現(xiàn)出來。在這點上，圖3為描述了舊金山(SFO)到芝加哥O， Hare (ORD)示例路線的聚類的曲線圖，該路線包括四百二十四個類似飛行。在圖 3所示示例中，采用大約煒度1.5度、經(jīng)度2. 5度的邊界框(bounding box), 但是可以采用更大或更小的邊界框?？梢云骄?或以其它方式聯(lián)合)位于 圍繞種子飛行位置方位的邊界框內(nèi)的飛行分段的地理位置方位(例如綿度/ 經(jīng)度)以獲得相關(guān)幾何聚類數(shù)據(jù)。圖4圖解了可以由圖1所示空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10，及其中用于生成 請求飛行34的預(yù)測出發(fā)時間信息54的出發(fā)時間預(yù)測元件22承擔(dān)的出發(fā)延遲 預(yù)測過程400的一個實施例。出發(fā)延遲預(yù)測過程400包括接收402許多飛行 請求信息參數(shù)，包括以下(1)出發(fā)機(jī)場；(2)目的機(jī)場；(3)航線；(4) 飛機(jī)類型；(5)飛行編號；(6)時間；(7)星期幾；(8 )月份；和(9)目的 機(jī)場天氣狀況。將飛行請求信息參數(shù)輸入到基于情況的出發(fā)延遲模塊404。 基于場合的出發(fā)延遲模塊404比較輸入到其中的飛行請求信息參數(shù)和歷史數(shù) 據(jù)(例如歷史延遲數(shù)據(jù)52),以識別類似歷史情況406。類似歷史情況用于生成延遲分布408。如所示出的，延遲分布408可以 由示出歷史類似情況的次數(shù)對時間延遲的曲線表示。然后，可以建立預(yù)測的 延遲間隔410。在這點上，延遲間隔410可使用例如分布平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差 來建立。將延遲分布408和預(yù)測延遲間隔410輸入到出發(fā)延遲評估(evaluation) 模塊412。出發(fā)延遲評估模塊412輸出時間預(yù)測間隔414。時間預(yù)測間隔414 包括請求飛行34的預(yù)測的提前出發(fā)時間(提前出發(fā)或ES)和預(yù)測的延遲出發(fā)時間(延遲出發(fā)或LS)。在這點上，ES可以通過從延遲分布平均出發(fā)時間 中減去標(biāo)準(zhǔn)偏差而獲得，而LS可以通過將標(biāo)準(zhǔn)偏差加到延遲分布平均出發(fā)時 間而獲得。圖5A描述了可以由圖1的空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)IO承擔(dān)的圖形生成過 程500及其中的圖形生成元件26的一個實施例。圖形生成過程500包括多個 節(jié)點502A-502D的傳播相關(guān)約束，其中每個節(jié)點502A-502D代表請求飛行34 將穿過的空域中的一個區(qū)段。在這點上，可使用可應(yīng)用的約束、利用一前述 Tachyon軟件來實現(xiàn)圖形生成過程500以及其后的解決方案。在圖5A所示實施例中，有四個節(jié)點502A-502D, ^旦是可以有比所描述的 更多或更少的節(jié)點。這四個節(jié)點包括初始節(jié)點502A,兩個中間節(jié)點502B、 503C,以及最終節(jié)點502D。初始節(jié)點502A代表當(dāng)進(jìn)入受控空域時(例如從 出發(fā)機(jī)場起飛)請求飛行34將處于的第一區(qū)段，最終節(jié)點502D代表當(dāng)離開 受控空域時(例如在目的機(jī)場降落)請求飛行34將處于的最后區(qū)段，而中間 節(jié)點502B、 502C代表沿請求飛行34的預(yù)定路線進(jìn)入或離開的中間區(qū)段。關(guān)聯(lián)于請求飛行34的初始節(jié)點502A時間約束的表征如圖5B中圖形56 所示。在圖5B的曲線圖中描述了與請求飛行34相關(guān)的多個約束，即提前出 發(fā)時間(ES)、延遲出發(fā)時間(LS)、通過區(qū)段的最小經(jīng)過時間(fflinD)、以及 通過區(qū)段的最大經(jīng)過時間(maxD)?？梢愿鶕?jù)結(jié)合圖4而描述的出發(fā)延遲預(yù)測 過程400獲得所估計的提前出發(fā)(ES)和延遲出發(fā)(LS)時間?？蓮牡谝粎^(qū) 段的區(qū)段交叉元件18輸出的預(yù)測區(qū)段交叉信息48得到minD和maxD約束。 另外，提前完成時間(EF)和最延遲完成時間(LF)依賴于前述約束(ES， LS, minD和maxD)。如所描述的，區(qū)段中總共可能的時間包括LF和ES間之 間的區(qū)別。中間節(jié)點502B、 502C以及最終節(jié)點502D的相關(guān)約束包括該所代 表區(qū)段的minD和raaxD,其可以通過區(qū)段的區(qū)段交叉元件18輸出的區(qū)段交叉 信息48得到。Tachyon時間推理器用于傳播每一節(jié)點502A-502D的相關(guān)約束以獲得與 每一節(jié)點502A-502D相關(guān)的圖形56。在這點上，圖6描述了由圖5A的四個 節(jié)點502A-502D代表的四個示例區(qū)段的Tachyon時間推理器獲得的解決方案。 解決方案(如圖6的最右列所示)代表了預(yù)測的時間間隔，在該預(yù)測的時間 間隔內(nèi)請求飛行34預(yù)期在節(jié)點502A-502D所代表的每一區(qū)段中。預(yù)測時間間 隔指示請求飛行34預(yù)期處于每一區(qū)段中的時間并且該預(yù)測時間間隔包括在要求模型28中。圖7描述了空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10的要求模型接口 30的圖形用戶界 面(GUI) 700的一個實施例。該GUI包括多個不同的窗4各或窗口 702A-702F。 窗格包括空域信息窗格702A、區(qū)段信息窗格702B、飛4亍信息窗才各702C、事 件信息窗格702D、控制面板窗格702E、以及空域地圖窗格702F。窗格 702A-702F可以以包括如所描述的平鋪式的多種不同方式布置?？沼蛐畔⒋案?02A顯示識別空域中一個或多個區(qū)段的信息以及已被空 中交通要求預(yù)測系統(tǒng)IO處理的空域中一次或多次請求飛行的信息，以將這樣 的請求飛行包括在要求模型28中。在圖7所示示例中，列出了兩個模擬請求 飛行("EGF264"和"EGF2640")和兩個區(qū)段("ZCM06"和"ZCM25")。在空 中交通要求預(yù)測系統(tǒng)IO操作期間，在空域中可以有比圖7的GUI700的空域 信息窗格702A中所列更少或更多的請求飛行以及更少或更多的區(qū)段。區(qū)段信息窗格702B顯示有關(guān)所選區(qū)段的信息(例如通過點擊在空域信息 窗格702A中它的名稱或點擊空域地圖窗格？02F中它的位置來選擇)。區(qū)段信 息窗格702B中所顯示的信息可以包括，例如整個區(qū)段負(fù)載、平均區(qū)段負(fù)載以 及在航區(qū)段負(fù)載信息等。在圖7所示示例中，顯示了有關(guān)區(qū)段"ZCM06"的信 息?？梢酝ㄟ^在空域信息窗格702A中高亮所選擇區(qū)段而指示(例如為區(qū)段 "ZCM06"所圖解的)，來指示要在區(qū)段信息窗格7028中顯示的特定區(qū)段的選擇。飛行信息窗格702C顯示有關(guān)由空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10處理的請求飛 行的信息。在飛行信息窗格702C中所顯示的信息可以包括，例如飛行號碼、 航線、飛機(jī)類型和飛行計劃(例如飛行速度、巡航高度、出發(fā)機(jī)場、預(yù)定出 發(fā)日期/時間、目的機(jī)場、和預(yù)定到達(dá)日期/時間)信息等。在圖7所示示例 中，因為飛行"EGF264"為最近處理的請求飛行，所以顯示了有關(guān)該此飛行 的4言息。事件信息窗格702D顯示有關(guān)請求飛行(例如其信息顯示在飛行信息窗格 702C中的請求飛行)可能發(fā)生的一個或多個事件的信息。在這點上，為每一 事件所顯示的信息可以包括多個參數(shù)，例如事件發(fā)生的事件類型、飛行標(biāo)識 符(例如"EGF264")、其中發(fā)生時間的區(qū)段(例如"ZCM25"),以及事件的時 間。時間類型的示例包括，飛行進(jìn)入?yún)^(qū)段和飛行從區(qū)"^殳離開的所預(yù)測低(最 早)、中、和高(最晚)時間?？刂泼姘宕案?0M顯示識別一個或多個與一個或多個空域相關(guān)的可行空中交通要求預(yù)測(或運行)的信息。在圖7所示示例中，識別為"GBW02"、 "LIZZI1"、 "LIZZI2"和"LIZZI3"的行駛(run )是可行的。特定行駛可以 通過在控制面板窗格702E中點擊其識別符、由空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)10來 選擇執(zhí)行。在圖7所示示例中，通過高亮"GBW02"的識別符已經(jīng)指示了要執(zhí) 行的"GBW02"行駛的選擇?？沼虻貓D窗格702F顯示描述了與控制面板窗格702B中為了執(zhí)行所選的 行駛相關(guān)的空域中不同區(qū)段邊界的二維空域地圖?？梢栽诳沼虻貓D窗格7 02F 中所顯示的地圖上高亮顯示為了在區(qū)段信息窗格702B中顯示所選的區(qū)段。在 圖7所示示例中，高亮顯示了區(qū)段"ZCM06"。另外，盡管沒有在圖7中示出， 但是不同區(qū)段可以被顏色編碼以指示與之相關(guān)的預(yù)測區(qū)段負(fù)載(例如總共的、 激活的或在航的)。例如，具有低于較低可接受等級(例如10次飛行)的預(yù) 測負(fù)載的區(qū)段可以被顏色編碼成第一顏色(例如綠色)、具有在較低可接受等 級和較高可接受等級(例如15次飛行)之間預(yù)測負(fù)載的區(qū)段可以被顏色編碼 成第二顏色(例如黃色)，而具有超過較高可接受等級預(yù)測負(fù)載的區(qū)段可以被 顏色編碼成第三顏色(例如紅色)。這種顏色編碼允許空中交通要求預(yù)測系統(tǒng) IO的用戶迅速視覺上識別預(yù)測的問題區(qū)段并選擇這種區(qū)段以在區(qū)段信息窗格 702B上顯示。在這點上，也可以通過在空域地圖窗格702F中地圖上選擇特 定區(qū)段來選擇它以在區(qū)段信息窗格7 02B上顯示。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的不同實施例，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本 發(fā)明做進(jìn)一步修改和改進(jìn)。然而，應(yīng)當(dāng)很清楚地認(rèn)識到，這種修改和改進(jìn)落 在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)，用于預(yù)測在分成區(qū)段的空域中的要求，所述系統(tǒng)包括擴(kuò)展路線預(yù)測器，該擴(kuò)展路線預(yù)測器用于生成與至少一次請求飛行相關(guān)的預(yù)測二維擴(kuò)展路線信息，該至少一次請求飛行具有關(guān)聯(lián)的出發(fā)位置和關(guān)聯(lián)的目的位置；軌跡模型器，接收該預(yù)測二維擴(kuò)展路線信息，該軌跡模型器用于生成與至少一次請求飛行相關(guān)的預(yù)測四維擴(kuò)展路線信息；區(qū)段交叉預(yù)測器，接收所述預(yù)測四維擴(kuò)展路線信息，該區(qū)段交叉預(yù)測器用于生成與至少一次請求飛行相關(guān)的預(yù)測區(qū)段交叉信息，所述區(qū)段交叉信息包括至少一次請求飛行預(yù)期從空域一個區(qū)段穿過進(jìn)入空域另一個區(qū)段的時間；出發(fā)時間預(yù)測器，該出發(fā)時間預(yù)測器用于生成與至少一次請求飛行相關(guān)的預(yù)測出發(fā)時間信息；以及要求模型器，用于生成要求模型，該要求模型包括關(guān)與至少一次請求飛行相關(guān)、指示什么時候該至少一次請求飛行預(yù)期出現(xiàn)在空域的一個或多個區(qū)段中的預(yù)測時間間隔，該預(yù)測時間間隔至少由預(yù)測區(qū)段交叉信息和預(yù)測出發(fā)時間信息獲得。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，預(yù)測二維擴(kuò)展路線信息包括地理位置 方位，該地理位置方位定義了至少一次請求飛行在其出發(fā)位置和其目的位置 之間的預(yù)期飛行路線。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，預(yù)測四維擴(kuò)展路線信息包括地理位置 方位，該地理位置方位定義了至少一次請求飛行在其出發(fā)位置和其目的位置 之間的預(yù)期飛行路線、與該地理位置方位相關(guān)的高度、以及與該地理位置方 位相關(guān)的時間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，擴(kuò)展路線預(yù)測器接收歷史數(shù)據(jù)、幾何 聚類數(shù)據(jù)、以及飛行信息參數(shù)，其中歷史數(shù)據(jù)包括有關(guān)于相應(yīng)于至少一次請 求飛行的一次或多次飛行先前完成的實例的信息，幾何聚類數(shù)據(jù)由關(guān)于在與 該至少一次請求飛行相關(guān)的出發(fā)位置和目的位置相同的出發(fā)位置和目的位置 之間的先前完成的飛行的信息獲得，飛行信息參數(shù)與至少一次請求飛行相關(guān)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，包括時間表檢索器，該時間表檢索器用于檢索飛行時間表，其中飛行時間表 包括有關(guān)于至少 一次請求飛行的飛行信息參數(shù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，軌跡模型器進(jìn)一步接收與至少一次請 求飛行相關(guān)的預(yù)期巡航速度和巡航高度信息。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在航交通檢索器，用于檢索相應(yīng)于與請求飛行相關(guān)的在航飛行的在航信 息，將在航信息輸入到軌跡模型器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，出發(fā)時間預(yù)測器接收歷史出發(fā)延遲信 息，該歷史出發(fā)延遲信息包括有關(guān)于相應(yīng)于該至少一次請求飛行的一次或多 次飛行的先前完成的實例的信息。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括要求模型接口 ，該要求模型接口用于向空中交通要求系統(tǒng)用戶呈現(xiàn)要求 模型。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中，要求模型接口包括顯示在顯示裝置 上的圖形用戶界面。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括響應(yīng)過濾器，從區(qū)段交叉預(yù)測器接收預(yù)測區(qū)段交叉信息，該響應(yīng)過濾器 用于過濾預(yù)測區(qū)段交叉信息從而獲得過濾的預(yù)測區(qū)段交叉信息，要求模型器 使用過濾的預(yù)測區(qū)段交叉信息連同預(yù)測出發(fā)時間信息從而獲得預(yù)測時間間 隔。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll的系統(tǒng)，其中，要求模型器包括 圖形生成器，接收過濾的預(yù)測區(qū)段交叉信息和預(yù)測出發(fā)時間信息，該圖形生成器用于生成與至少一次請求飛行沿該至少一次請求飛行在其出發(fā)位置 和其目的位置之間的預(yù)期飛行路線進(jìn)入或離開空域的每一區(qū)段對于的時間約 束圖形，每一時間約束圖形由預(yù)測區(qū)段交叉信,I;和預(yù)測出發(fā)時間信息獲得， 并且代表與至少一次請求飛行相關(guān)、指示預(yù)期至少一次請求飛行何時處于相 應(yīng)于該圖形的空域的區(qū)段中的預(yù)測時間間隔。
13、 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，所述擴(kuò)展路線預(yù)測器、所述軌跡模 型器、所述區(qū)段交叉生成器、所述出發(fā)時間預(yù)測器、和所述要求模型器包括 由一個或多個處理器執(zhí)行的指令。
14、 一種預(yù)測被分成區(qū)段的空域中的空中交通要求的方法，所述方法包括步驟執(zhí)行至少一次請求飛行在空域中的擴(kuò)展路線預(yù)測，該至少一次請求飛行 具有關(guān)聯(lián)的出發(fā)位置和關(guān)聯(lián)的目的位置； 執(zhí)行至少一次請求飛行的出發(fā)預(yù)測；利用擴(kuò)展路線預(yù)測的結(jié)果執(zhí)行至少 一次請求飛行的時間擁塞預(yù)測；以及 基于時間擁塞預(yù)測和出發(fā)預(yù)測的結(jié)果生成要求模型，該要求模型包括與 至少一次請求飛行相關(guān)、指示什么時候該至少一次請求飛行在從其關(guān)聯(lián)的出 發(fā)位置到其關(guān)聯(lián)的目的位置的路線上預(yù)期出現(xiàn)在進(jìn)入或離開的空域的一個或 多個區(qū)段中的預(yù)測時間間隔。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，所述執(zhí)行擴(kuò)展路線預(yù)測的步驟包括 檢索與至少 一 次請求飛行相關(guān)的飛行信息參數(shù)；斗企索包括與相應(yīng)于該至少 一 次請求飛行的 一 次或多次飛行的先前完成的 實例相關(guān)的信息的歷史數(shù)據(jù)；檢索由關(guān)于在與該至少一次請求飛行相關(guān)的出發(fā)位置和目的位置相同的 出發(fā)位置和目的位置之間的先前完成的飛行的信息獲得的幾何聚類數(shù)據(jù)；以 及生成預(yù)測二維擴(kuò)展路線信息，其包括定義了至少一次請求飛行預(yù)期飛行 3各線的地理位置方位。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括利用包括相關(guān)于至少一次請求飛行的飛行信息參數(shù)的飛行時間表。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，所述執(zhí)行時間擁塞預(yù)測的步驟包括 接收預(yù)測二維擴(kuò)展路線信息；生成預(yù)測四維擴(kuò)展路線信息，該預(yù)測四維擴(kuò)展路線信息包括定義了至少 一次請求飛行在其出發(fā)位置和其目的位置之間預(yù)期飛行路線的地理位置方 位、與該地理位置方位相關(guān)的高度、以及與該地理位置方位相關(guān)的時間；以 及生成預(yù)測區(qū)段交叉信息，該預(yù)測區(qū)段交叉信息包括至少一次請求飛行預(yù) 期從空域的一個區(qū)段穿過進(jìn)入空域的另一個區(qū)段的時間。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中，所述執(zhí)行時間擁塞預(yù)測的步驟進(jìn)一 步包括接收與至少一次請求飛行相關(guān)的在航信息；以及 使用該在航信息以獲得關(guān)聯(lián)于與至少一次請求飛行關(guān)聯(lián)的每一在航飛行 的四維擴(kuò)展路線信息。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中，所述執(zhí)行時間擁塞預(yù)測的步驟進(jìn)一 步包括接收與至少 一 次請求飛行相關(guān)的預(yù)期巡航速度和巡航高度信息。
20、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，所述執(zhí)行出發(fā)時間預(yù)測的步驟包括 檢索與至少 一次請求飛行相關(guān)的飛行信息參數(shù)；查詢歷史出發(fā)延遲信息以識別具有與該至少 一次請求飛^f亍的飛行信息參 數(shù)類似的飛行信息參數(shù)的一次或多次飛行的先前完成實例；以及基于所識別一次或多次飛行的先前完成的實例生成至少一次請求飛行的 延遲分布。
21、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，進(jìn)一步包括將要求模型輸出到 一個或多個負(fù)責(zé)指揮空域中空中交通的個體。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中，所述輸出步驟包括在顯示裝置上以 圖形用戶界面方式顯示要求模型的參數(shù)。
23、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，所述生成要求模型的步驟包括 生成相應(yīng)于至少一次請求飛行沿該至少一次請求飛行在其出發(fā)位置和其目的位置之間預(yù)期飛行路線所進(jìn)入或離開空域的每一區(qū)段的時間約束圖形， 每一時間約束圖形由預(yù)測區(qū)段交叉信息和預(yù)測出發(fā)時間信息獲得，并且代表 與至少 一次請求飛行相關(guān)、指示什么時候至少一次請求飛行預(yù)期處于相應(yīng)于 該圖形的空域區(qū)段中的預(yù)測時間間隔。
24、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，進(jìn)一步包括在所述生成要求模型的步驟之前過濾時間擁塞預(yù)測的結(jié)果，其中在所述 生成要求模型的步驟中，預(yù)測時間間隔由出發(fā)預(yù)測的結(jié)果和時間擁塞預(yù)測的 過濾結(jié)果獲得。
25、 一種預(yù)測在分成區(qū)段的空域中的空中交通要求的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括執(zhí)行空域中至少一次請求飛行的擴(kuò)展路線預(yù)測的裝置，該至少一次請求 飛行具有關(guān)聯(lián)出發(fā)位置和關(guān)聯(lián)目的位置；執(zhí)行空域中至少一次請求飛行的出發(fā)預(yù)測的裝置；使用擴(kuò)展路線預(yù)測的結(jié)果執(zhí)行空域中至少一次請求飛行的時間擁塞預(yù)測的裝置；以及基于時間擁塞預(yù)測和出發(fā)預(yù)測的結(jié)果生成要求^^莫型的裝置，要求模型包 括與至少一次請求飛行相關(guān)、指示什么時候至少一次請求預(yù)期出現(xiàn)在空域的 一個或多個區(qū)段中的預(yù)測時間間隔。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行擴(kuò)展路線預(yù)測的裝置包括 由一個或多個處理器執(zhí)行的指令，以生成與至少一次請求飛行相關(guān)的預(yù)測二 維擴(kuò)展路線信息。
27、 根據(jù)權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中，所迷執(zhí)行擴(kuò)展路線預(yù)測的裝置生成 與至少一次請求飛行相關(guān)的預(yù)測二維擴(kuò)展路線信息，并且其中所述執(zhí)行時間 擁塞預(yù)測的裝置包括由 一個或多個處理器執(zhí)行的指令，以使用至少預(yù)測二維 擴(kuò)展路線信息來生成與至少一次請求飛行相關(guān)的預(yù)測四維擴(kuò)展路線信息，并 且使用至少預(yù)測四維擴(kuò)展路線信息來生成與至少一次請求飛行相關(guān)的預(yù)測區(qū) 段交叉信息。
28、 根據(jù)權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行出發(fā)預(yù)測的裝置包括由一 個或多個處理器執(zhí)行以生成與至少一次請求飛行相關(guān)的預(yù)測出發(fā)時間信息的 指令。
29、 根據(jù)權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行時間擁塞預(yù)測的裝置生成 與至少一次請求飛行相關(guān)的預(yù)測區(qū)段交叉信息，其中所述執(zhí)行出發(fā)預(yù)測的裝 置生成與至少一次請求飛行相關(guān)的預(yù)測出發(fā)時間信息，并且其中所述生成要 求模型的裝置包括由 一個或多個處理器執(zhí)行以由至少預(yù)測區(qū)段交叉信息和預(yù) 測出發(fā)時間信息生成要求模型的指令。
30、 根據(jù)權(quán)利要求25的系統(tǒng)，包括 用于向系統(tǒng)用戶呈現(xiàn)要求模型的裝置。
31、 根據(jù)權(quán)利要求30的系統(tǒng)，其中，所迷用于呈現(xiàn)的裝置包括可顯示在 顯示裝置上的圖形用戶界面。
全文摘要
提供了具有改進(jìn)的區(qū)段等級要求預(yù)測的空域要求預(yù)測系統(tǒng)和方法。在一個實施例中，空中交通要求預(yù)測系統(tǒng)(10)用于在分成區(qū)段的空域中預(yù)測要求，該系統(tǒng)包括，擴(kuò)展路線預(yù)測器(14)，用于生成與至少一次請求飛行相關(guān)(34)的預(yù)測二維擴(kuò)展路線信息(40)；軌跡模型器(16)，用于生成預(yù)測四維擴(kuò)展路線信息(46)；區(qū)段交叉預(yù)測器(18)，用于生成預(yù)測區(qū)段交叉信息(48)，出發(fā)時間預(yù)測器(22)，用于生成預(yù)測出發(fā)時間信息(54)，以及要求模型器(62)，用于生成要求模型(28)，要求模型(28)包括與至少一次請求飛行相關(guān)、指示什么時候它預(yù)期出現(xiàn)在空域中的一個或多個區(qū)段中的預(yù)測時間間隔。
文檔編號G08G5/00GK101241564SQ200710152658
公開日2008年8月13日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者丹尼爾·J·克利里, 喬納森·德恩, 保羅·W·梅特斯, 利維·尼德萊斯丘, 布拉德利·A·卡伯特森, 拉杰什·V·蘇布, 杰拉爾德·B·懷斯, 約翰·M·利齊, 路易斯·J·霍貝爾 申請人:洛克希德.馬丁公司